基于ARM9的智能监测系统的设计毕业设计论文文档格式.docx
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中文摘要2
英文摘要3
1.绪论4
1.1视频监测系统现状4
1.2课题研究意义5
1.3视频监测系统的发展方向5
2.监测系统整体方案设计7
2.1测系统整体方案选择7
2.2监测系统硬件整体方案设计7
2.3监测系统软件整体方案设计8
3.监测系统的硬件设计9
3.1嵌入式系统9
3.1.1嵌入式系统定义9
3.1.2嵌入式系统特点9
3.1.3嵌入式系统的组成10
3.2系统主要硬件介绍12
3.2.1嵌入式处理器12
3.2.2摄像头13
3.2.3存储硬盘接口14
3.2.4SDRAM15
3.2.5其他硬件15
4.监测系统的软件设计17
4.1软件开发平台及开发工具17
4.2构建嵌入式系统软件平台18
4.3视频服务器的启动19
4.4网络视频监测流程20
5.结论21
参考文献22
致谢23
附录24
*******
指导老师:
******
(黄山学院信息工程学院,黄山,安徽,245041)
摘要:
智能监测系统是当今信息技术领域的一个热门研究方向。
因其方便的智能监控能力和良好的网络性能,在信息领域中倍受青睐,得到了广泛的应用与发展。
设计中介绍了基于ARM9的嵌入式远程监测系统的软、硬件设计。
硬件设计方面,通过采用ARM9芯片为嵌入式核心微处理器以及配合摄像头,网络监控终端来组成系统的基本硬件部分。
在软件设计方面,服务器端操作系统主要是以Linux操作系统为核心组成系统的嵌入式软件平台。
设计中在嵌入式系统的基础上,描述了基于ARM9的智能监测系统的硬件结构与软件流程的基本设计。
随着社会科技的进步,智能监测在各领域开始快速的发展,研究智能监测系统的新方法、新应用逐渐具有着重要的理论意义和实用价值。
关键词:
智能监测;
ARM;
嵌入式
DesignofIntelligentMonitoringSystemBasedonARM9
Director:
(CollegeofInformationEngineering,HuangshanUniversity,Huangshan,China,245041)
Abstract:
Intelligentmonitoringsystemisthefieldofinformationtechnologyofapopularresearchdirection.Becauseofitsconvenientintelligentmonitoringabilityandgoodnetworkperformance,intheinformationfielditisextremelypopular,andhasawiderangeofapplicationsanddevelopment.
ItintroducestheembeddedremotemonitoringthedesignofhardwareandsoftwareofthesystembasedonARM9inthedesign.Intermsofhardwaredesign,byusingofembeddedchipsfornuclearARM9processorandcooperatewithacamera,andnetworkmonitorterminal,itconstitutethesystemofbasichardwareparts.Inthesoftwaredesign,theserveroperatingsystemarebasedontheLinuxoperatingsystemasthecorecomponentofembeddedsystemsoftwareplatform.Indesignofembeddedsystems,anditdescribedhardwarestructureandsoftwarebasicflowofdesignoftheintelligentmonitoringsystemonthebasisofARM9.
Withthesocialprogressoftechnologyandintelligentmonitoringineachfieldbeginningtodevelopmentfast,theintelligentmonitoringsystemofthenewmethod,thenewapplicationhasgraduallytheimportanttheoreticalsignificanceandpracticalvalue.
KeyWords:
Intelligentmonitoring;
ARM;
Embeddedsystem
1绪论
随着科学技术的不断发展,人们对嵌入式自动智能监测的需求越来越强,摆脱人工监测的束缚始终是大家关心的问题,当今嵌入式控制的研究越来越热,应用非常广泛,使人们的生活更加方便快捷,更具有市场发展前景。
1.1视频监测系统现状
视频监测系统发展了短短二十几年的时间,从最早的模拟监测到前些年的数字监测,再到现在方兴未艾的网络视频监测,发生了翻天覆地的变化。
从技术角度出发视频监测系统的发展划分为三代:
(1)传统的模拟信号视频监测
这类系统主要是以模拟设备为主的闭路电视监测系统,图像信息以模拟信号在视频电缆中传输,一般传输距离不能太远。
本地模拟信号监测系统主要由摄像机、视频矩阵、监视器、卡带式录像机(VCR)等组成,利用视频传输线将来自摄像机的视频连接到监视器上,利用视频矩阵主机,采用键盘进行切换和控制,录像采用使用磁带的长时间录像机。
这种方式传输距离有限,无法入网、监测方式单一以及存储信号耗费大量存储介质等缺点。
(2)基于PC的多媒体监测
20世纪90年代中期,基于PC的多媒体监测随着数字视频压缩编码技术的发展而产生,PC机的普及也推动了此类技术的发展。
系统在远端有若干个摄像机、各种视频采集设备,获取图像信息,经过视频压缩卡处理,通过通信网络将这些信息传到监测中心。
这类监测系统功能较强,便于现场操作,但稳定性不够好,结构复杂,视频前端较为复杂,可靠性不高,功耗高,费用高;
需要有多人值守;
同时,软件的开放性也不好,传输距离明显受限。
(3)基于嵌入式的网络视频监测
视频监测系统越来越多的应用于各个领域,对于视频监测系统的要求也是越来越高:
实时性好、可靠性高、操作简单、可以接入网络。
这样的数字化、网络化、低成本的视频监测系统的开发与设计正受到重视。
嵌入式网络视频监测系统与其它监测系统相比较,具有如下优点:
(1)嵌入式网络视频监测系统实际上是基于TCP/IP网络技术开发出来的,直接连入网络,即插即看,扩大了布控地域,而且增加设备只是IP地址的扩充,方便使用、节省成本。
(2)嵌入式视频监测系统采用嵌入式实时多任务操作系统,系统的实时性、稳定性、可靠性大大提高,也无需专人管理,非常适合于无人值守的环境。
(3)基于网络的特性可以使得监测更为灵活,随时随地得到现场的情况,通过联网可以使得摄像机具备了强大的功能,成为许多场合的监测手段。
由于网络的双向传输特性,还可以通过控制与摄像机相连的云台来实现摄像机的全方位监测,通过网络对现场进行控制,还可以通过适当的图形分析辨识方法,实现对监测现场异常情况的实时监测报普,以及对目标的追踪等[1]。
1.2课题研究意义
嵌入式是当今最为热门的概念之一,嵌入式系统是指以应用为核心,以计算机技术为基础,软硬件可剪裁,对功能、可靠性、成本、体积和功耗有严格要求的专用计算机系统。
其应用已经渗透到各个领域,无论是在工业控制、交通管理、信息家电、安防,还是个人手持设备,都有着非常广泛的应用。
而且,随着智能化、信息化和网络化发展,“后PC时代”己经来临,这预示着嵌入式系统技术将会获得更为广阔的发展空间。
视频监测是安全防范系统的重要组成部分,它是一种防范能力较强的综合系统。
视频监测以其直观、准确、及时和信息内容丰富而广泛应用于许多场合。
近年来,随着计算机网络以及图像处理、传输技术的飞速发展,视频监测技术也有了长足的进步。
正是由于数字视频监测具有传统模拟监测无法比拟的优点,而且符合当前信息社会中数字化、网络化和智能化的发展趋势,所以数字视频监测正在逐步取代模拟监测,广泛应用于各行各业[2]。
对于本课题的研究,即对结合了嵌入式、网络、图像处理和传输与数字视频技术于一体的嵌入式网络视频图像监测系统的研究,意义是明显的。
不但有助于解决传统监测系统的缺点,提高监测系统功能,而且更是有实际意义,例如国内城镇化与城市建设、安全事故频发地区,家居防盗和病人监测等,这些方面都需要有新一代的监测系统保证。
而且相对于其他IT业务,视频监测业务显得比较年轻正处于蓬勃发展期,仍有很大的发展空间,因此视频监测市场将会是一个很有发展潜力的市场。
1.3视频监测系统的发展方向
视频监测正从以前的模拟监测到现在的数字监测;
从现场监测到远程监测;
从有人值守监测到现在的无人值守监测,视频监测正朝着数字化、网络化、集成化的嵌入式视频监测方向蓬勃发展。
数字化是网络化的前提,网络化又是系统集成化的基础,所以,视频监测发展的最大两个特点就是数字化和网络化。
数字化是21世纪的特征,是以信息技术为核心的电子技术发展的必然。
系统的网络化在某种程度上打破了布控区域和设备扩展的地域和数量界限。
系统网络化将使整个网络系统硬件和软件资源的共享以及任务和负载的共享,这也是系统集成的一个重要概念[3]。
在嵌入式视频监测系统设计方面一般是考虑系统的整体结构和功能,例如小型网络摄像机,系统由图像传感器、嵌入式处理器、图像处理器、网络接口组成,通过压缩优化算法和背景差分算法可以使摄像机实现实时的图像压缩、传输,并能跟踪目标,该系统的主要特点是实时性的提高;
在嵌入式操作系统方面,一
般集中于嵌入式操作系统在视频监测系统中的应用研究,例如在嵌入式Linux下对视频采集设备驱动程序的研究等;
在对视频图像网络传输的研究中,例如,有在IP组播方式下的网络视频传输方案,可以大大的节约网络带宽,提高视频的播放效率或者采用流媒体的格式传送视频图像数据,可以更好的实现视频的传输及播放等[4];
在视频监测领域关于视频图像处理的研究一般是通过一定的图形分析算法,实现目标识别,目标跟踪,以及报警等功能。
例如利用背景差分算法在图像处理中,控制运动模块使摄像机可以跟踪信息库中的目标网等[5]。
现阶段,嵌入式网络视频监测系统的解决方案主要有以下几种:
(1)视频采集芯片+DSP处理器。
该方案中由视频采集芯片完成图像的预处理,由DSP完成图像的编码:
基于MPEG-4,H.263或MJPEG标准的压缩,经以太网网络传输。
方案的主要缺点是控制不够灵活,不适合作系统控制,因为DSP通常没有强大的操作系统。
(2)DSP处理器+嵌入式处理器。
该方
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